秸秆还田、地膜覆盖及施氮对冬小麦田N_(2)O和N_(2)排放的影响

摘要

为探究不同耕作方式及施氮水平下黄土高原地区旱地冬小麦田N_(2)O排放规律,运用静态箱-气相色谱法研究了冬小麦田N_(2)O排放动态.以冬小麦‘小偃22’为材料,采取双因素裂区试验设计,主区为3种耕作模式:常规耕作(CT)、秸秆还田(SM)和平膜覆盖(FM);副区为3种氮水平处理:不施氮、减氮20%(144 kg·hm^(-2))和常规施氮(180 kg·hm^(-2)).以常规耕作(CT)为对照,探讨不同施氮水平下FM和SM对土壤N_(2)O排放产生的影响,同时分析环境因子与N_(2)O排放通量的相关性,并根据经验公式估算N_(2)排放量.结果表明,各施氮处理的土壤N_(2)O的排放主要集中在施肥后20 d内,且N_(2)O排放通量峰值出现在施肥后两周之内.冬小麦田的平均N_(2)O通量为1.92~22.75μg·(m^(2)·h)^(-1),累积排放量为0.10~0.46 kg·hm^(-2);肥料氮的N_(2)O排放系数为0.05%~0.28%,N_(2)O全球增温潜势为26.72~122.15 kg·hm^(-2),N_(2)年排放总量为0.70~1.82 kg·hm^(-2).施肥和覆膜可以显著提高土壤N_(2)O排放通量(P<0.05);SM有降低N_(2)O排放总量的趋势.FM下的肥料氮的N_(2)O排放系数和全球增温潜势均显著高于CT和SM(P<0.05).不施氮处理的N_(2)O排放只与土壤充水孔隙度(WFPS)显著正相关(P<0.05);施氮处理的N_(2)O排放与WFPS、ω(NO_(3)^(-)-N)、ω(NH_(4)^(+)-N)和5 cm地温均呈显著正相关(P<0.05).因此,不施肥条件下水分是控制旱地冬小麦田土壤氮素转化和N_(2)O排放的主要因素;施肥条件下硝化作用和反硝化作用均对N_(2)O排放有贡献.地膜覆盖和施氮显著增加了旱地N_(2)O排放、肥料氮排放系数和全球增温潜势,秸秆还田有降低N_(2)O排放的趋势.